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KR101045249B1 - Plasma processing method - Google Patents

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KR101045249B1
KR101045249B1 KR1020030082892A KR20030082892A KR101045249B1 KR 101045249 B1 KR101045249 B1 KR 101045249B1 KR 1020030082892 A KR1020030082892 A KR 1020030082892A KR 20030082892 A KR20030082892 A KR 20030082892A KR 101045249 B1 KR101045249 B1 KR 101045249B1
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South Korea
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arc
plasma
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cutting
pilot
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야마구치요시히로
카바타테쯔야
이리야마타카히로
Original Assignee
고마츠 산키 가부시키가이샤
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

본 발명은 피어싱시에 발생하는 스패터에 의한 노즐의 손상을 회피함과 아울러 파일럿 아크에 의한 노즐의 열화를 억제하여 노즐의 수명을 대폭적으로 연장하는 것을 목적으로 하고,

이를 위해, 플라스마 아크를 발생시켜서 피어싱을 개시할 때의 플라스마 토치와 강판의 거리인 초기높이를 절단을 행할 때의 플라스마 토치와 강판의 거리인 절단높이와 동일 높이로 하여 위치결정하고, 플라스마 아크의 발생후, 곧바로 초기높이보다 강판(W)으로부터 떨어진 위치인 피어스 높이까지 플라스마 토치를 상승시켜 상기 피어스 높이위치에서 피어싱을 실시하고, 피어싱의 완료후, 절단높이까지 플라스마 토치를 하강시켜 절단을 개시한다. 또한, 파일럿 아크로부터 메인 아크로 이행직후에 트랜지스터의 오프작용에 의해 파일럿 전류를 차단한다.

Figure R1020030082892

An object of the present invention is to avoid damage of the nozzle by the spatter generated at the time of piercing, to suppress the deterioration of the nozzle by the pilot arc, and to significantly extend the life of the nozzle,

For this purpose, the initial height, which is the distance between the plasma torch and the steel sheet when generating the plasma arc and the piercing is started, is positioned at the same height as the cutting height, which is the distance between the plasma torch and the steel sheet when cutting, and the plasma arc Immediately after generation, the plasma torch is raised to the pierce height, which is a position away from the steel plate W, rather than the initial height, and pierced at the pierce height position. After completion of the piercing, the plasma torch is lowered to the cutting height to start cutting. . In addition, the pilot current is interrupted by the off action of the transistor immediately after the transition from the pilot arc to the main arc.

Figure R1020030082892

Description

플라스마 가공방법{PLASMA WORKING METHOD}Plasma processing method {PLASMA WORKING METHOD}

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 플라스마 절단장치의 전체 사시도이다.1 is an overall perspective view of a plasma cutting device according to an embodiment of the present invention.

도 2(a)는 본 실시형태에 있어서의 플라스마 절단장치의 요부 개략 구성도이고, 도 2(b)~(f)는 플라스마 아크 발생회로 및 그 작동을 설명하는 도면이다.Fig. 2 (a) is a schematic structural diagram of a main part of the plasma cutting device in the present embodiment, and Figs. 2 (b) to (f) are diagrams for explaining the plasma arc generating circuit and its operation.

도 3은 본 실시형태의 피어싱의 동작 설명도이다.3 is an operation explanatory diagram of the piercing of the present embodiment.

도 4(a)는 파일럿 전류-초기높이의 상관도이고, 도 4(b)는 노즐 수명횟수-파일럿 전류의 상관도이다.FIG. 4 (a) is a correlation diagram of pilot current-initial height, and FIG. 4 (b) is a correlation diagram of nozzle life frequency-pilot current.

도 5는 종래의 피어싱의 동작 설명도이다.5 is an operation explanatory diagram of a conventional piercing.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

1 … 플라스마 절단장치 2 … 절단 정반(定盤)One … Plasma cutting device 2. Cutting plate

3 … 프레임 4 … 주행빔3…. Frame 4... Running beam

5 … 캐리지 6 … 플라스마 토치5…. Carriage 6... Plasma torch

7 … X축 모터 8 … X축 레일7. X-axis motor 8. X axis rail

9 … Y축 모터 10 … Y축 레일9... Y-axis motor 10... Y-axis rail

11 … Z축 모터 12 … 토치 케이블11. Z-axis motor 12.. Torch cable

13 … 중계 박스 14 … 전원 케이블13. Relay box 14... Power cable

15 … 플라스마 전원 유닛 15a … 정전류 전원 15... Plasma power supply unit 15a... Constant current power supply                 

16 … 모재 케이블 17 … 전극16. Base material cable 17. electrode

18 … 노즐 18a … 노즐 오리피스18. Nozzle 18a... Nozzle orifice

20 … 전원라인 21 … 파일럿 전류회로20... Power line 21. Pilot current circuit

22 … 메인 전류회로 23 … 고주파 발생기 22. Main current circuit 23. High frequency generator

24 … 고주파 바이패스용 콘덴서24. High Frequency Bypass Capacitor

25 … 저항 26 … 스위칭용 트랜지스터 25…. Resistance 26. Switching transistor

27 … 파일럿 전류검출기 28 … 메인 전류 검출기 27. Pilot current detector 28. Main current detector

51 … 플라스마 토치 CH … 절단높이 51. Plasma torch CH… Cutting height

FH … 초기높이 Im … 메인 전류 FH… Initial height Im… Main current

Ip … 파일럿 전류 MA … 메인 아크 Ip… Pilot current MA... Main arc

PA … 파일럿 아크 PH … 피어스높이PA… Pilot arc PH... Pierce Height

R … 작동가스통로 W … 강판 R… Working gas passage W… Grater

본 발명은 플라스마 토치로부터 발생되는 플라스마 아크에 의해서 피어싱이나 절단을 행하는 플라스마 가공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라스마 토치의 노즐수명을 향상시킬 수 있는 피어싱동작을 포함하여 이루어지는 플라스마 가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing method for piercing or cutting by a plasma arc generated from a plasma torch, and more particularly, to a plasma processing method including a piercing operation for improving the nozzle life of a plasma torch. .

기계적, 전기적으로 모아진 플라스마 기둥을 가지는 아크의 고밀도열을 이용 한 플라스마 가공방법은 고정밀도ㆍ고능률적인 절단을 실현할 수 있는 것이므로 널리 실용에 제공되고 있다. 그 플라스마 가공방법은 일반적으로 플라스마 토치로부터 플라스마 아크를 발생시키고, 상기 플라스마 아크를 안정적으로 지속시켜서 플라스마 토치를 이동시킴으로써 절단가공이 행해진다.Plasma processing using the high-density heat of the arc having the plasma pillars mechanically and electrically collected has been widely used for practical use because it can achieve high precision and high efficiency cutting. The plasma processing method is generally performed by generating a plasma arc from the plasma torch, cutting the plasma arc by stably maintaining the plasma arc, and moving the plasma torch.

상기 플라스마 토치는 전극과 이 전극을 덮도록 배치되는 노즐을 구비하여 이루어지고, 상기 전극과 노즐 사이에 구획되어 이루어지는 통로를 통해서 플라스마 가스를 피절단재를 향하여 분출하도록 구성되어 있다. 상기 플라스마 토치를 이용하여 피절단재를 절단할 때에는 우선 전극과 노즐 사이에 파일럿 아크를 발생시키고, 그 후, 파일럿 아크를 성장시키도록 하여 메인 아크로 이행시킴으로써 고온 또한 고밀도 에너지의 플라스마 아크를 전극과 피절단재 사이에 발생시킨다.The plasma torch includes an electrode and a nozzle disposed to cover the electrode, and is configured to eject plasma gas toward the cutting material through a passage partitioned between the electrode and the nozzle. When cutting the cutting material using the plasma torch, first, a pilot arc is generated between the electrode and the nozzle, and then the pilot arc is grown so as to transfer to the main arc, thereby converting the plasma arc of high temperature and high density energy into the electrode and the blood. Occurs between the cuttings.

상기 플라스마 토치로부터 발생되는 플라스마 아크를 이용하여, 예컨대, 강판을 각종 형상으로 절단하는 경우, 강판의 단부로부터 절단을 개시하는 방법과, 강판 상의 소정의 위치에 관통구멍을 형성하여 이 관통구멍으로부터 절단을 개시하는 방법이 있다. 후자는 소위 피어싱 스타트(piercing start)로 칭해지고, 이 피어싱 스타트에 의하면 강판 면내에 있어서 원하는 형상을 잘라 절단할 수 있으므로 NC를 이용한 자동 절단에 있어서는 통상 상기 피어싱 스타트가 주류이다.In the case where the steel sheet is cut into various shapes using, for example, a plasma arc generated from the plasma torch, a method of starting cutting from an end of the steel sheet, and forming a through hole at a predetermined position on the steel sheet to cut from the through hole. There is a way to initiate. The latter is called a piercing start, and according to this piercing start, since the desired shape can be cut and cut in the steel plate surface, the piercing start is usually the mainstream in automatic cutting using NC.

그런데, 상기 피어싱 스타트로 강판을 절단하는 경우, 플라스마 아크에 의해 절단개시부에 관통구멍을 형성하는 피어싱으로 칭해지는 동작 사이에 상기 플라스마 아크에 의해서 용융된 금속이 스패터(용융금속의 비말)가 되어 블로우 업(blow up)되고, 이 블로우 업된 스패터가 노즐에 부착될 우려가 있다. 노즐에 부착된 스 패터는 노즐의 용융손상이나 더블 아크(double arc)의 발생의 원인으로 되어서 노즐에 손상을 주기 때문에 절단품질을 현저하게 저하시키는 원흉으로 되고 있다. By the way, when the steel sheet is cut by the piercing start, the metal melted by the plasma arc is sputtered (spray of molten metal) between operations called piercing which forms a through hole at the cut start portion by the plasma arc. It blows up, and there is a possibility that this blown up spatter may adhere to the nozzle. Spatters attached to the nozzles cause damage to the nozzles due to melt damage of the nozzles and the occurrence of double arcs, and thus, the sputters are remarkably deteriorated in cutting quality.

종래, 이와 같은 스패터에 의한 노즐의 손상을 회피하기 위하여, 도 5(a)의 ①~④에 도시되는 바와 같이, 플라스마 토치(51)를 강판(W)에 대해서 플라스마 아크가 착화가능한 최고의 높이위치(h1)까지 이동시키고(①), 그 높이위치에서 피어싱을 행하고(②~③), 피어싱이 완료되어 스패터의 블로우 업이 없게 된 후에 절단에 적합한 높이위치(h2)까지 플라스마 토치(51)를 하강시켜서 절단을 개시한다(④)라는 피어싱방법이 일반적으로 행해지고 있다. 또한, 이 종래의 일반적으로 행해져 온 피어싱방법을 개량한 것이 일본 특허공개 2000-351076호 공보에 제안되어 있다. 이 일본 특허공개 2000-351076호 공보에서 제안된 피어싱방법(이하, 「상승 피어싱방법」이라 칭한다.)에 있어서는, 도 5(b)의 ①~④에 도시되는 바와 같이, 플라스마 토치(51)를 강판(W)에 대해서 플라스마 아크가 착화가능한 상한 높이위치(H1)까지 이동시켜서 이 높이위치에서 플라스마 아크를 착화시키고(①~②), 그 후, 피어싱의 개시와 동시에 스패터의 블로우 업에 의한 노즐 손상을 회피하기 위하여 플라스마 아크를 유지할 수 있는 범위에서 플라스마 토치(51)를 소정 거리 상승시킨 높이위치(H2)에서 피어싱을 실시하고(③), 피어싱이 종료되면 절단에 적합한 높이위치(H3)로 플라스마 토치를 하강시켜서 절단을 개시한다(④).Conventionally, in order to avoid damage of the nozzle by such a spatter, as shown in (1) to (4) of FIG. 5 (a), the plasma torch 51 has the highest height that the plasma arc can ignite with respect to the steel plate W. Move to position (h 1 ) (①), pierce at the height position (② ~ ③), and after the piercing is completed and there is no blow up of the spatter, plasma torch to height position (h 2 ) suitable for cutting The piercing method of (4) is generally performed by lowering 51 to start cutting. Moreover, the improvement of this conventional generally piercing method is proposed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-351076. In the piercing method (hereinafter referred to as "rising piercing method") proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-351076, the plasma torch 51 is shown in Figs. The plasma arc is moved to the upper limit height position (H 1 ) where the plasma arc can be ignited with respect to the steel plate (W) to ignite the plasma arc at this height position (① to ②). In order to avoid the nozzle damage caused by the plasma arc, the piercing is performed at the height position H 2 where the plasma torch 51 is raised by a predetermined distance (③), and when the piercing is completed, the height position suitable for cutting ( The cutting is started by lowering the plasma torch with H 3 ) (4).

여기서, 플라스마 아크를 최초에 형성하는 높이를 「초기높이」, 피어싱을 실시하는 높이를 「피어스(pierce) 높이」, 절단을 실시하는 높이를 「절단높이」 라는 형태로 각각 정의하면 상기 도 5(a)에 도시되는 일반적인 피어싱 방법에서는 초기높이(h1)와 피어스 높이가 동일 높이로 설정되고, 또한, 초기높이(h1)는 절단높이(h2)보다 높게 설정되어 있다. 또한, 상기 도 5(b)에 도시되는 상승 피어싱방법에서는 초기높이(H1)는 피어스 높이(H2)보다 낮게 설정되고, 또한, 초기높이(H1 )는 절단높이(H3)보다 높게 설정되어 있다.Here, if the height for initially forming the plasma arc is defined as "initial height", the piercing height is "pierce height", and the cutting height is defined in the form of "cutting height", respectively, FIG. In the general piercing method shown in a), the initial height h 1 and the pierce height are set to the same height, and the initial height h 1 is set higher than the cutting height h 2 . In addition, in the rising piercing method shown in FIG. 5 (b), the initial height H 1 is set lower than the pierce height H 2 , and the initial height H 1 is higher than the cutting height H 3 . It is set.

그런데, 노즐의 손상은 상기 부착 스패터에 의해서도 초래되는 이외에 파일럿 아크에 의해서도 초래된다. 즉, 상기 파일럿 아크는 메인 아크와 마찬가지로 고밀도의 열에너지를 갖고 있으므로 파일럿 아크가 발생되고 있는 시간이 길면 길수록 노즐이 용융손상되는 정도가 높게 되는 것이다. 이와 같은 문제점을 방지할 수 있는 기술이 본 출원인의 선원인 일본 특허출원 2002-021284호에 제안되어 있다. 이 선원 발명에 관한 기술에서는 파일럿 아크를 형성할 때의 파일럿 전류회로와 메인 아크를 형성할 때의 메인 전류회로의 스위칭을 트랜지스터화함과 아울러 파일럿 전류회로에 적절한 저항을 끼워넣음으로써 파일럿 아크로부터 메인 아크로의 이행을 보다 고속으로 행하게 하고, 파일럿 아크에 의해 노즐이 용융손상되는 것을 억제하도록 되어 있다.By the way, damage to the nozzle is caused not only by the attachment spatter but also by the pilot arc. That is, since the pilot arc has a high density of thermal energy like the main arc, the longer the time the pilot arc is generated, the higher the degree of melt damage of the nozzle. A technique capable of preventing such a problem is proposed in Japanese Patent Application No. 2002-021284, which is the source of the applicant. In the technique related to the source invention, the switching of the pilot current circuit when forming the pilot arc and the main current circuit when forming the main arc is transistorized, and an appropriate resistance is inserted into the pilot current circuit to insert the pilot arc into the main arc. Is performed at a higher speed and the nozzle is prevented from being melted and damaged by the pilot arc.

그러나, 상기 일반적인 피어싱방법 및 상기 상승 피어싱방법에서는 피어싱시에 발생하는 스패터에 의한 노즐로의 손상은 회피할 수 있는 것이지만 파일럿 아크에 의해서 노즐을 열화시켜버린다라는 문제점이 있다. 즉, 이들 피어싱방법에 있어서는 초기높이가 비교적 높은 위치(절단높이의 2배정도)로 설정되어 있으므로 (A) 파일럿 아크를 성장시켜서 메인 아크로 이행시킬 때에 보다 큰 파일럿 전류가 필요로 되고, 또한, (B) 전극-노즐 간에 있어서의 방전경로의 전기저항에 비해서 전극-강판 간에 있어서의 방전경로의 전기저항이 극단적으로 크게 되는 것때문에 노즐로의 전류의 유입이 일어나기 쉽게 되어서 파일럿 아크로부터 메인 아크로의 이행이 지연되는 경향이 있다. 이들 (A)(B)의 경우에서 노즐은 파일럿 아크에 의해서 과잉으로 용융손상되어버리는 것이다. 또한, 이와 같이 초기높이를 높게 설정함으로써 아크의 착화불량을 초래할 우려가 있다라는 문제점도 있다. 즉, 상기 (A)의 경우에서 파일럿 전류를 높게 설정할 필요가 있지만 파일럿 전류의 조정이 불충분하고 전류가 낮으면 파일럿 아크의 세력이 약해지고, 메인 아크로 이행시킬 수 없어 아크착화에 실패한다. 여기서, 파일럿 전류를 조정하는 수고를 줄이기 위하여 파일럿 전류를 기기가 출력할 수 있는 최고값으로 고정하는 것도 고려되지만 이 경우 파일럿 아크에 의한 노즐의 용융 손상을 더욱 가속시키는 결과를 초래하여버린다.However, in the general piercing method and the rising piercing method, damage to the nozzle by the spatter generated during piercing can be avoided, but there is a problem that the nozzle is deteriorated by the pilot arc. That is, in these piercing methods, since the initial height is set at a relatively high position (about twice the cutting height), (A) a larger pilot current is required when growing the pilot arc and shifting to the main arc. ) Since the electrical resistance of the discharge path between the electrode and the steel sheet is extremely large as compared to the electrical resistance of the discharge path between the electrode and the nozzle, the current flows easily into the nozzle, so that the transition from the pilot arc to the main arc is prevented. There is a tendency to be delayed. In these cases (A) and (B), the nozzle is melted excessively by the pilot arc. In addition, there is also a problem that there is a risk of inferior arc ignition by setting the initial height in this way. That is, in the case of (A), it is necessary to set the pilot current high, but when the adjustment of the pilot current is insufficient and the current is low, the force of the pilot arc is weakened, and the arc ignition fails because it cannot be transferred to the main arc. Here, it is also considered to fix the pilot current to the highest value that the instrument can output in order to reduce the effort of adjusting the pilot current, but this results in further accelerating the melt damage of the nozzle by the pilot arc.

또한, 상기 선원 발명에 관한 기술에서는 파일럿 아크로부터 메인 아크로의 고속이행에 의해서 어느 정도의 노즐 열화 억제효과는 기대할 수 있는 것이지만 역시 초기높이가 비교적 높은 위치(절단높이의 2배정도)로 설정되어 있으므로 아직 개선의 여지가 있다라고 말한다.In addition, in the technique of the above-mentioned source invention, the effect of suppressing nozzle deterioration to some extent can be expected by the high-speed migration from the pilot arc to the main arc, but the initial height is still set at a relatively high position (about twice the cutting height). Say there is room for improvement.

본 발명은 이상 상술한 바와 같은 문제점이나 상황에 감안하여 이루어진 것으로서, 피어싱시에 발생하는 스패터에 의한 노즐이 손상을 회피함과 아울러 파일럿 아크에 의한 노즐의 열화를 확실히 억제함으로써 노즐의 수명을 대폭적으로 연 장시킬 수 있는 플라스마 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and the nozzle life due to spatter generated at the time of piercing is avoided and the deterioration of the nozzle due to the pilot arc is reliably suppressed, thereby greatly reducing the life of the nozzle. It is an object of the present invention to provide a plasma processing method that can be extended.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 플라스마 가공방법은,Plasma processing method according to the present invention to achieve the above object,

플라스마 아크에 의해 가공공작물에 피어싱을 실시하고, 또한, 이 피어싱을 실시한 위치로부터 절단을 개시하는 플라스마 가공방법에 있어서,In the plasma processing method of piercing a workpiece with a plasma arc, and starting cutting from the position where the piercing is performed,

(a) 상기 가공공작물과의 사이에 플라스마 아크를 형성하는 전극과 이 플라스마 아크의 모체가 되는 플라스마 가스를 분출시키는 노즐을 갖는 플라스마 토치를 상기 가공공작물의 피어싱위치로 상대 이동시키고, 상기 플라스마 토치를 가공공작물에 대해서 절단을 행할 때의 플라스마 토치와 가공공작물의 거리인 절단높이와 동일 또는 대략 동일 또는 그 절단높이보다도 가공공작물 부근에서 더블 아크가 일어나지 않는 높이인 초기높이로 상대 위치결정하는 제1공정;(a) a plasma torch having an electrode for forming a plasma arc between the workpiece and a nozzle for ejecting a plasma gas which is a parent of the plasma arc, is moved relative to the piercing position of the workpiece, and the plasma torch First step of relative positioning at an initial height that is equal to, or approximately equal to, the cutting height that is the distance between the plasma torch and the workpiece when cutting the workpiece, and that is a height where no double arc occurs in the vicinity of the workpiece. ;

(b) 상기 플라스마 토치의 위치결정후, 상기 전극과 노즐 사이에 발생시킨 파일럿 아크를 선도로 하여 상기 전극과 상기 가공공작물 사이의 메인 아크로 이행시킴으로써 플라스마 아크를 형성하고, 이 플라스마 아크를 유지하면서 상기 초기높이보다 가공공작물로부터 떨어진 위치인 피어스높이로 상기 플라스마 토치를 상대 이동시키는 제2공정;(b) After positioning of the plasma torch, a pilot arc generated between the electrode and the nozzle is transferred to the main arc between the electrode and the workpiece to form a plasma arc, while maintaining the plasma arc. A second step of relatively moving the plasma torch to a pierce height, which is a position away from the workpiece, than the initial height;

(c) 그 후, 피어싱이 완료되기까지 상기 플라스마 토치를 상기 피어스높이에 정지시킨 상태에서 상기 플라스마 아크를 유지시키는 제3공정; 및(c) thereafter, a third step of holding the plasma arc with the plasma torch stopped at the pierce height until piercing is complete; And

(d) 상기 피어싱 완료후, 상기 절단높이로 플라스마 토치를 상대 이동시켜서 절단을 개시하는 제4공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다. (d) After the piercing is completed, a fourth step of starting the cutting by relatively moving the plasma torch to the cutting height.                     

본 발명에 의하면 피어싱을 행하기 직전에 있어서 가공공작물과 전극 사이에 플라스마 아크를 형성할 때의 가공공작물과 플라스마 토치의 거리인 초기높이가 절단을 행할 때의 플라스마 토치와 가공공작물의 거리인 절단높이와 동일 또는 대략 동일 또는 그 절단높이보다 가공공작물 부근에서 더블아크가 일어나지 않는 높이로 설정되므로 종래에 비해서 적은 파일럿 전류로 파일럿 아크를 메인 아크로 이행시킬 수 있음과 아울러 전극-노즐 간에 있어서의 방전경로의 전기저항과 전극-가공공작물 간에 있어서의 방전경로의 전기저항의 차가 적어지므로 파일럿 아크로부터 메인 아크로의 이행을 원활하게 행할 수 있음으로써 노즐이 파일럿 아크에 의해서 용융손상되는 정도가 경감되므로 노즐의 열화를 억제하여 그 수명의 연장화를 도모할 수 있다라는 효과를 거둔다. 또한, 초기높이에 있어서 전극과 가공공작물 사이에 플라스마 아크를 형성한 후, 상기 플라스마 아크를 유지하면서 상기 초기높이보다 가공공작물로부터 떨어진 위치인 피어스높이로 플라스마 토치를 상대 이동시키고, 그 후 피어싱이 완료되기까지 플라스마 토치를 상기 피어스높이에 정지시킨 상태에서 플라스마 아크를 유지시키도록 되어 있으므로 피어싱시에 발생하는 스패터(용융금속의 비말)가 노즐에 부착되는 것을 방지할 수 있고, 스패터에 의한 노즐의 손상을 회피할 수 있다.According to the present invention, the initial height, which is the distance between the workpiece and the plasma torch when forming a plasma arc between the workpiece and the electrode immediately before piercing, is the cutting height, which is the distance between the plasma torch and the workpiece. It is set to the same or approximately the same height, or to a height where no double arc occurs near the workpiece, so that the pilot arc can be transferred to the main arc with a smaller pilot current than in the prior art, and the discharge path between the electrode and the nozzle Since the difference in the electrical resistance of the discharge path between the electrical resistance and the electrode-machined workpiece decreases, the transition from the pilot arc to the main arc can be performed smoothly, thereby reducing the degree of melt damage caused by the pilot arc. Can be restrained and its life can be extended. It will reap the effects. Further, after forming a plasma arc between the electrode and the workpiece at the initial height, the plasma torch is moved relative to the pierce height, which is a position away from the workpiece than the initial height, while maintaining the plasma arc, and then the piercing is completed. Since the plasma arc is held in the state where the plasma torch is stopped at the height of the pierce, the spatter (spray of molten metal) generated during piercing can be prevented from adhering to the nozzle, and the nozzle by the spatter Damage can be avoided.

본 발명에 있어서 상기 파일럿 아크로부터 상기 메인 아크로 이행시킨 직후에 상기 파일럿 아크에 파일럿 전류를 공급하는 파일럿 전류회로에 있어서의, 상기 노즐에 연결되는 라인에 끼워넣어진 반도체 스위치에 의해 상기 파일럿 전류를 차단하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 파일럿 아크로부터 메인 아크로 이행시킨 후 에 전극과 노즐 간에 파일럿 전류가 흐르고 있는 시간을 아주 짧게 할 수 있으므로 파일럿 아크에 의한 노즐의 열화를 더욱 억제할 수 있다.In the present invention, the pilot current is interrupted by a semiconductor switch embedded in a line connected to the nozzle in a pilot current circuit for supplying a pilot current to the pilot arc immediately after the transition from the pilot arc to the main arc. It is desirable to. This makes it possible to shorten the time that the pilot current flows between the electrode and the nozzle after the transition from the pilot arc to the main arc, thereby further suppressing the deterioration of the nozzle by the pilot arc.

이어서, 본 발명에 의한 플라스마 가공방법의 구체적인 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다.Next, the specific embodiment of the plasma processing method by this invention is described, referring drawings.

도 1에는 본 발명의 일실시형태에 관한 플라스마 절단장치의 전체 사사도가 도시되어 있다. 또한, 도 2(a)에는 본 실시형태에 있어서의 플라스마 절단장치의 요부 개략 구성도가 도시되고, 도 2(b)~(f)에는 플라스마 아크 발생회로 및 그 작동을 설명하는 도면이 도시되어 있다.Fig. 1 shows an overall perspective view of the plasma cutting device according to one embodiment of the present invention. 2 (a) is a schematic structural diagram of the main portion of the plasma cutting device in the present embodiment, and FIGS. 2 (b) to 2 (f) show a plasma arc generating circuit and a diagram for explaining the operation thereof. have.

본 실시형태의 플라스마 절단장치(1)에 있어서는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 피절단재(가공공작물)인 강판(W)을 지지하는 절단 정반(절단 가대)(2)이 직사각형상의 프레임(3)의 내측 공간에 배치됨과 아울러 이 프레임(3)을 걸치도록 문형상의 주행빔(4)이 배치되고, 이 주행빔(4) 상에 캐리지(5)가 배치되어서 이 캐리지 (5)에 플라스마 토치(6)가 장착되어 있다.In the plasma cutting device 1 of this embodiment, as shown in FIG. 1, the cutting surface plate (cutting stand) 2 which supports the steel plate W which is a to-be-cut material (processed workpiece) is a rectangular frame ( In addition to being arranged in the inner space of 3), a door-shaped traveling beam 4 is arranged to span the frame 3, and a carriage 5 is arranged on the traveling beam 4, so that the plasma on the carriage 5 is disposed. The torch 6 is mounted.

상기 주행빔(4)은 X축 모터(7)의 구동에 의해 프레임(3)의 길이방향(X축방향)으로 배치되는 X축 레일(8)을 따라서 X축방향으로 주행가능하게 되고, 상기 캐리지(5)는 Y축 모터(9)의 구동에 의해 주행빔(4) 상에 배치되는 Y축 레일(10)을 따라서 Y축 방향으로 주행가능하게 되어 있다. 또한, 상기 플라스마 토치(6)는 Z축 모터(11)의 구동에 의해 캐리지(5)에 대해서 상하방향(Z축방향)으로 이동가능하게 되어 있다. 이렇게 하여 각 모터(7,9,11)를 제어함으로써 플라스마 토치(6)는 강판 (W)의 임의의 위치로 이동됨과 아울러 임의의 높이위치로 위치결정되어서 강판(W) 의 절단가공이 행해진다.The traveling beam 4 is capable of traveling in the X-axis direction along the X-axis rail 8 arranged in the longitudinal direction (X-axis direction) of the frame 3 by the drive of the X-axis motor 7, The carriage 5 is capable of traveling in the Y-axis direction along the Y-axis rail 10 disposed on the travel beam 4 by the drive of the Y-axis motor 9. In addition, the plasma torch 6 is movable in the vertical direction (Z-axis direction) with respect to the carriage 5 by the drive of the Z-axis motor 11. In this way, by controlling the respective motors 7, 9 and 11, the plasma torch 6 is moved to an arbitrary position of the steel plate W and positioned at an arbitrary height position so that the cutting processing of the steel plate W is performed. .

상기 플라스마 토치(6)는, 도 2(a)에 도시되는 바와 같이, 선단부가 가느다란 대략 원통형상의 것으로서, 토치 케이블(12), 중계 박스(13) 및 전원 케이블 (14)을 통해서 플라스마 전원 유닛(15)의 일방의 단자(마이너스 단자)에 접속되고, 상기 플라스마 전원 유닛(15)의 타방의 단자(플러스 단자)는 모재 케이블(16)을 통해서 플라스마 토치(6)의 선방으로 배치되는 강판(W)에 접속되어 있다.The plasma torch 6, as shown in Fig. 2 (a), is a substantially cylindrical shape having a thin tip, and is connected to the plasma power supply unit via the torch cable 12, the relay box 13, and the power cable 14. Steel plate connected to one terminal (negative terminal) of (15), and the other terminal (plus terminal) of the said plasma power supply unit 15 is arrange | positioned in the direction of the plasma torch 6 via the base material cable 16 ( Is connected to W).

여기서, 플라스마 토치(6)는, 도 2(b)에 도시되는 바와 같이, 선단부에 있어서 중심위치에 배치되는 대략 원기둥형상의 전극(17)과, 이 전극(17)의 외주측을 덮도록 배치되는 대략 원통형상이고 또한 강판(W)에 대향하는 면(선단면)에 가느다른 구경(口徑)의 노즐 오리피스(18a)를 갖는 노즐(18)을 구비하여 이루어지고, 전극(17)과 노즐(18) 사이에는 작동가스통로(R)가 형성되어 있다. 이 작동가스통로 (R)에는 도시되지 않은 작동가스공급계통으로부터 작동가스(플라스마 가스: 본 실시형태에서는 산소)가 노즐(18)의 기단측으로부터 공급됨과 아울러 노즐 오리피스 (18a)로부터 강판(W)을 향하여 분출하도록 되어 있다.Here, the plasma torch 6 is arranged so as to cover the substantially cylindrical electrode 17 arranged at the center position at the tip portion and the outer circumferential side of the electrode 17, as shown in Fig. 2 (b). And a nozzle (18) having a nozzle orifice (18a) having a different diameter on a surface (tip surface) facing the steel plate (W), which is roughly cylindrical, and comprises an electrode (17) and a nozzle (18). There is a working gas passage (R) between. In this working gas passage R, working gas (plasma gas: oxygen in this embodiment) is supplied from a working gas supply system (not shown) from the base end side of the nozzle 18 and the steel plate W from the nozzle orifice 18a. It is supposed to erupt toward you.

또한, 상기 플라스마 토치(6)에 있어서의 전극(17)은 전원라인(20)을 통해서 플라스마 전극 유닛(15)에 있어서의 정전류 전원(15a)의 마이너스 단자에 접속되어 있다. 또한, 상기 정전류 전원(15a)에 있어서의 플러스 단자로부터의 전원라인은 파일럿 전류(Ip)를 공급하는 파일럿 전류회로(21), 및 메인 전류(Im)를 공급하는 메인 전류회로(22)의 2계통 라인으로 분기되고, 이들 각 계통라인이 각각 노즐(18) 및 강판(W)에 접속되어 있다. The electrode 17 in the plasma torch 6 is connected to the negative terminal of the constant current power supply 15a in the plasma electrode unit 15 via the power supply line 20. In addition, the power supply line from the positive terminal of the constant current power supply 15a includes two pilot current circuits 21 for supplying a pilot current Ip and two main current circuits 22 for supplying a main current Im. Branched to a system line, each of these system lines is connected to the nozzle 18 and the steel plate W, respectively.                     

상기 전원라인(20)에는 고주파 발생기(23)가 끼워넣어져 있고, 이 고주파 발생기(23)의 작동에 의해 전극(17)과 노즐(18) 사이에 불꽃방전을 일으키도록 되어 있다. 또한, 도 2(b) 중 부호 24로 도시되는 것은 고주파 바이패스용 콘덴서이다.The high frequency generator 23 is inserted into the power supply line 20, and spark discharge is generated between the electrode 17 and the nozzle 18 by the operation of the high frequency generator 23. 2B is a capacitor for high frequency bypass.

상기 파일럿 전류회로(21)에는 전극(17)과 노즐(18) 사이에 형성된 파일럿 아크(PA)[도 2(d) 참조]로부터 전극(17)과 강판(W) 사이에 형성되는 메인 아크(MA) [도 2(e) 참조]로 원활하게 이행시키기 위한 저항(25)과, 스위칭용 트랜지스터(반도체 스위치)(26)와, 전극(17)과 노즐(18) 사이에 흐르는 파일럿 전류(Ip)를 검출하는 파일럿 전류검출기(27)가 직렬로 접속되어 설치되어 있다. 여기서, 예컨대, 상기 플라스마 절단기(1)가 20암페어정도의 정격 파일럿 전류값 사양인 경우, 저항 (25)의 저항값이 2Ω미만이면 노즐(18)로의 유입전류가 극단적으로 증가하는 경향이 있으므로 상기 저항값은 2Ω이상인 것이 바람직하다(보다 바람직하게는 4~8Ω). 또한, 본 실시형태에 있어서 트랜지스터(26)의 베이스에는 도시가 생략되는 컨트롤러로부터의 제어지령신호가 입력되도록 되어 있다. 또한, 트랜지스터(26)는 스위칭 소자로서 IGBT와 같은 고속으로 작동하는 것을 채용하고 있다. 또한, 파일럿 전류회로(21)에 필요에 따라서 스위칭시의 서지(surge)를 흡수하기 위하여 다이오드 등으로 구성되는 서지 흡수용 회로(도시안함)를 추가하여도 좋다. The pilot current circuit 21 has a main arc formed between the electrode 17 and the steel plate W from a pilot arc PA (see FIG. 2 (d)) formed between the electrode 17 and the nozzle 18. MA) The pilot current Ip which flows between the resistor 25, the switching transistor (semiconductor switch) 26, the electrode 17, and the nozzle 18 for smooth transition to [refer FIG. 2 (e)]. The pilot current detector 27 for detecting) is connected in series. Here, for example, when the plasma cutter 1 has a rated pilot current value of about 20 amperes, when the resistance value of the resistor 25 is less than 2 Ω, the inflow current into the nozzle 18 tends to be extremely increased. It is preferable that a resistance value is 2 or more (more preferably 4-8 ohms). In the present embodiment, the control command signal from the controller (not shown) is input to the base of the transistor 26. In addition, the transistor 26 employs a high speed operation such as IGBT as a switching element. In addition, a surge absorption circuit (not shown) composed of a diode or the like may be added to the pilot current circuit 21 to absorb surges during switching as necessary.

상기 메인 전류회로(22)에는 파일럿 아크(PA)의 선도에 의해 메인 아크(MA)가 형성되었을 때에(도 2(d)(e) 참조) 전극(17)과 강판(W) 사이에 메인 전류(Im)가 흐른 것을 검출하기 위한 메인 전류 검출기(28)가 끼워넣어져 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 예컨대, 3암페어정도의 작은 전류가 메인 전류회로(22)에 흐르면 이것 을 메인 전류 검출기(28)에 의해 검출하고, 곧바로 파일럿 전류회로(21)에 있어서의 트랜지스터(26)를 오프작용시켜서 전극(17)과 노즐(18) 사이에 흐르고 있는 파일럿 전류(Ip)를 순식간에 차단할 수 있도록 되어 있다. 이렇게 하여 전극(17)과 노즐(18) 사이에 파일럿 전류(Ip)가 흐르고 있는 시간을 아주 짧게 함으로써 파일럿 아크에 의한 노즐의 열화를 억제하도록 되어 있다.The main current circuit 22 has a main current between the electrode 17 and the steel plate W when the main arc MA is formed by a diagram of the pilot arc PA (see FIG. 2 (d) (e)). The main current detector 28 for detecting that (Im) has flown is inserted. In the present embodiment, for example, when a small current of about 3 amps flows through the main current circuit 22, this is detected by the main current detector 28, and the transistor 26 in the pilot current circuit 21 immediately. ), The pilot current Ip flowing between the electrode 17 and the nozzle 18 can be cut off in an instant. In this way, the time which pilot current Ip flows between the electrode 17 and the nozzle 18 is made very short, and the deterioration of the nozzle by a pilot arc is suppressed.

이와 같이 구성되는 플라스마 아크 발생회로에 있어서는 플라스마 절단기(1)에 기동신호가 입력되면 정전류 전원(15a)이 작동되고, 도 2(b)에 도시되는 바와 같이, 트랜지스터(26)의 온작용에 의해 전극(17)이 마이너스로, 노즐(18) 및 강판(W)이 플러스로 되도록 직류전압이 인가된다. 이것과 동시에 플라스마 토치(6) 내의 작동가스통로(R)에 프리 플로우(pre-flow)로서의 산소가스가 공급된다. 또한, 상기 프리 플로우는 작동가스통로(R) 내의 공기를 완전히 산소로 치환함과 아울러 가스유량이 안정되기까지의 시간적 여유를 얻기 위하여 행해진다. 상기 프리 플로우 후, 도 2(c)에 도시되는 바와 같이, 고주파 발생기(23)의 작동에 의해 전극(17)과 노즐(18) 사이에 고주파 고전압이 인가되면 전극(17)과 노즐(18) 사이에 불꽃방전이 일어나고, 이 불꽃방전으로 인하여, 도 2(d)에 도시되는 바와 같이, 전극(17)과 노즐(18) 사이에 파일럿 아크(PA)가 형성되고, 정전류 전원(15a)으로부터 저항 (25) 및 트랜지스터(26)를 통해서 노즐(18), 또한, 파일럿 아크(PA)로부터 전극 (17)을 경유해서 정전류 전원(15a)으로 되돌아오는 회로를 파일럿 전류(Ip)가 흐른다. 또한, 이 때, 정전류 전원(15a)은 최대 출력을 나타내는 상태이고, 즉, 대략 정전압원으로서 기능하고 있으므로 상기 파일럿 전류(Ip)는 저항(25)에 의해서 수 하(垂下)특성이 주어지고, 전원특성과 아크전압이 평형한 상태에서 안정된다.In the plasma arc generating circuit configured as described above, when the start signal is input to the plasma cutting machine 1, the constant current power supply 15a is operated, and as shown in FIG. DC voltage is applied so that the electrode 17 becomes negative and the nozzle 18 and the steel plate W become positive. At the same time, oxygen gas as a pre-flow is supplied to the working gas passage R in the plasma torch 6. In addition, the preflow is performed in order to completely replace the air in the working gas passage R with oxygen and to obtain a time allowance until the gas flow rate is stabilized. After the pre-flow, as shown in FIG. 2C, when a high frequency high voltage is applied between the electrode 17 and the nozzle 18 by the operation of the high frequency generator 23, the electrode 17 and the nozzle 18. A spark discharge occurs in between, and as a result of the spark discharge, a pilot arc PA is formed between the electrode 17 and the nozzle 18, as shown in FIG. 2 (d), from the constant current power supply 15a. The pilot current Ip flows through the resistor 25 and the transistor 26 to the circuit which returns from the nozzle 18 and the pilot arc PA to the constant current power supply 15a via the electrode 17. At this time, since the constant current power supply 15a is in a state showing the maximum output, that is, functioning as a substantially constant voltage source, the pilot current Ip is given a drop characteristic by the resistor 25, It is stable when the power supply characteristics and arc voltage are balanced.

이어서, 도 2(e)에 도시되는 바와 같이, 파일럿 아크(PA)를 선도로 하여 전극(17)과 강판(W) 사이에 전기적 도통이 확보되면 상기 파일럿 전류(Ip)의 일부가 메인 전류(Im)로 되어서 강판(W)에 흘러 메인 아크(MA)가 형성된다. 이것을 메인 전류 검출기(28)로 검출하고, 트랜지스터(26)의 오프작용에 의해 전극(17)과 노즐 (18) 사이에 흐르는 파일럿 전류(Ip)를 차단함으로써 도 2(f)에 도시되는 바와 같은 메인 아크(MA)(플라스마 아크)만의 회로로 되고, 메인 전류(Im)만이 흐른다. 또한, 미리 설정된 절단전류값[메인 전류(Im)]을 유지하도록 메인 전류 검출기(28)의 출력값과 그 설정값을 비교하면서 정전류제어가 행해지고, 강판(W)에 대해서 피어싱이나 절단가공이 행해진다.Subsequently, as shown in FIG. 2E, when the electrical conduction is secured between the electrode 17 and the steel plate W with the pilot arc PA as a lead, a part of the pilot current Ip becomes the main current ( Im) and flows into the steel plate W to form the main arc MA. This is detected by the main current detector 28 and the pilot current Ip flowing between the electrode 17 and the nozzle 18 by the off action of the transistor 26 as shown in Fig. 2 (f). It becomes the circuit only of the main arc MA (plasma arc), and only the main current Im flows. Further, constant current control is performed while comparing the output value of the main current detector 28 with the set value so as to maintain the preset cutting current value (main current Im), and piercing or cutting is performed on the steel plate W. .

이어서, 이와 같이 하여 발생되는 플라스마 아크에 의해 강판(W)의 절단개시부에 관통구멍을 형성하는 피어싱에 관해서 도 3의 피어싱 동작 설명도를 참조하면서 공정마다 순서를 따라 설명한다. 또한, 여기서는 90A(암페어)의 출력을 갖는 산소 플라스마 절단기로 판두께 19mm의 연강판을 피어싱 스타트에 의해 절단하는 경우에 있어서의 피어싱을 예로 들어 설명한다.Subsequently, a piercing for forming a through hole in the cut start portion of the steel sheet W by the plasma arc generated in this way will be described in sequence for each step with reference to the piercing operation explanatory diagram in FIG. 3. In this case, the piercing in the case of cutting a mild steel sheet having a plate thickness of 19 mm by piercing start with an oxygen plasma cutting machine having an output of 90 A (amps) will be described as an example.

[공정1: 도 3(a) 참조][Step 1: See FIG. 3 (a)]

플라스마 토치(6)의 중심을 NC장치(도시생략)에 의해서 미리 지정되어 잇는 절단개시위치(피어싱위치)에 합치되도록 프리 플로우를 행하면서 이동시키고, 플라스마 토치(6)의 중심이 피어싱위치에 합치한 곳에 있어서 초기높이(FH), 즉, 플라스마 아크를 발생시켜서 피어싱을 개시할 때의 플라스마 토치(6)와 강판(W)의 거리 를 절단을 행할 때의 플라스마 토치(6)와 강판(W)의 거리인 절단높이(CH)와 같은 3mm로 하여 위치결정한다(공정1).The center of the plasma torch 6 is moved while performing free flow to coincide with the cutting start position (piercing position) previously designated by the NC device (not shown), and the center of the plasma torch 6 coincides with the piercing position. Plasma torch 6 and steel plate W at the time of cutting the initial height FH, that is, the distance between the plasma torch 6 and the steel plate W when generating a plasma arc to start piercing. Positioning is made equal to 3 mm equal to the cutting height CH, which is the distance of (step 1).

[공정2: 도 3(b)(c) 참조][Step 2: See FIG. 3 (b) (c)]

상기 공정1에 의한 플라스마 토치(6)의 위치결정 완료후, 플라스마 토치(6)의 전극(17)과 강판(W) 사이에 플라스마 아크를 발생시키고, 그 후 곧바로 스패터(용융금속의 비말)의 블로우 업에 의한 노즐(18)로의 스패터 부착을 피하기 위하여 상기 플라스마 아크를 유지하면서 초기높이(FH)보다 강판(W)으로부터 떨어진 위치에서, 또한, 스패터를 회피할 수 있는 높이인 피어스높이(PH)(PH=15mm)까지 플라스마 토치(6)를 피어싱이 진행하는 스피드보다 빠른 100mm/분으로 상승시킨다. 또한, 여기서 플라스마 아크를 발생시킬 때의 파일럿 전류(Ip)는 도 4(a)의 파일럿 전류-초기높이의 상관도로부터 9A이다.After completion of the positioning of the plasma torch 6 in the step 1, a plasma arc is generated between the electrode 17 of the plasma torch 6 and the steel plate W, and thereafter, a spatter (spray of molten metal) In order to avoid the spatter adhesion to the nozzle 18 by the blow-up of the pierce height, the pierce height which is the height which can avoid the spatter at the position which is further from the steel plate W rather than the initial height FH, holding the said plasma arc. The plasma torch 6 is raised to (PH) (PH = 15 mm) at 100 mm / min faster than the speed at which the piercing proceeds. In addition, the pilot current Ip at the time of generating a plasma arc here is 9A from the correlation of pilot current-initial height of FIG. 4 (a).

[공정3: 도 3(c) 참조][Step 3: See FIG. 3 (c)]

상기 공정2 후, 피어싱이 완료되기까지 플라스마 토치(6)를 상기 피어스높이 (PH)에 정지시킨 상태에서 플라스마 아크를 유지시킨다. 이 때의 유지시간은 1초정도이다.After the step 2, the plasma arc is held while the plasma torch 6 is stopped at the pierce height PH until the piercing is completed. At this time, the holding time is about 1 second.

[공정4: 도 3(d) 참조][Step 4: See FIG. 3 (d)]

상기 공정3에 의한 피어싱의 완료후, 양호한 절단면을 얻을 수 있는 최적의 높이인 절단높이(CH)(CH=3mm)까지 플라스마 토치(6)를 하강시켜서 절단을 개시한다.After completion of the piercing according to the above step 3, the plasma torch 6 is lowered to the cutting height CH (CH = 3 mm), which is an optimum height at which a good cutting surface can be obtained, and cutting is started.

본 실시형태의 피어싱에서는 초기높이(FH)=3mm이기 때문에 도 4(a)로부터 파 일럿 전류(Ip)=9A로 되고, 도 4(b)로부터 노즐수명횟수[소정레벨의 절단품질을 유지할 수 있는 소성횟수]가 1000회 정도로 되었다. 종래는 CH=3mm에 대해서 FH=8mm이고, 도 4(a)로부터 Ip=24A, 따라서 도 4(b)로부터 노즐수명횟수가 300회정도이였다. 즉, 종래와 비교하여 노즐수명이 2배이상 연장되었다.In the piercing of the present embodiment, since the initial height FH is 3 mm, the pilot current Ip is 9 A from Fig. 4 (a), and the nozzle life frequency [the predetermined level of cutting quality can be maintained from Fig. 4 (b). Number of firings] was about 1000 times. Conventionally, FH = 8mm with respect to CH = 3mm, Ip = 24A from FIG.4 (a), and therefore nozzle life frequency was about 300 times from FIG.4 (b). In other words, the nozzle life was extended by more than twice as compared with the prior art.

본 실시형태에 의하면 절단품질에 크게 영향을 주는 노즐(18)의 손상을 스패터에 의한 것뿐만 아니라 파일럿 아크(PA)에 의한 것에 관해서도 대폭적으로 경감할 수 있으므로 노즐의 장수명화를 실현할 수 있음으로써 노즐(18)의 교환에 수반되는 공정비용을 저감할 수 있을뿐만 아니라 절단품질을 장시간 안정하게 유지할 수 있으므로 작업성도 대폭적으로 향상시킬 수 있다라는 효과를 거둔다.According to the present embodiment, damage to the nozzle 18 which greatly affects the cutting quality can be greatly reduced not only by the spatter but also by the pilot arc PA, so that the nozzle life can be extended. Not only can the process cost associated with the replacement of the nozzle 18 be reduced, but also the cutting quality can be stably maintained for a long time, resulting in a significant improvement in workability.

또한, 본 실시형태에 의하면 판두께에 의존하지 않고 초기높이를 낮은 위치로 설정할 수 있으므로 파일럿 아크(PA)로부터 메인 아크로의 이행이 용이하게 되고, 착화의 신뢰성이 향상한다라는 이점이 있다. 또한, 판두께에 의존하지 않고 초기높이를 일정하게 할 수도 있음으로써 파일럿 전류(Ip)의 조정이 불필요하게 되고, 취급이 용이하게 된다라는 이점도 있다.Moreover, according to this embodiment, since the initial height can be set to a low position without depending on the plate thickness, there is an advantage that the transition from the pilot arc PA to the main arc becomes easy, and the ignition reliability is improved. In addition, since the initial height can be made constant without depending on the plate thickness, there is an advantage that the adjustment of the pilot current Ip is unnecessary and the handling becomes easy.

Claims (2)

플라스마 아크에 의해 가공공작물에 피어싱을 실시하고, 또한, 이 피어싱을 실시한 위치로부터 절단을 개시하는 플라스마 가공방법에 있어서,In the plasma processing method of piercing a workpiece with a plasma arc, and starting cutting from the position where the piercing is performed, (a) 상기 가공공작물과의 사이에 플라스마 아크를 형성하는 전극과 이 플라스마 아크의 모체가 되는 플라스마 가스를 분출시키는 노즐을 갖는 플라스마 토치를 상기 가공공작물의 피어싱위치로 상대 이동시키고, 상기 플라스마 토치를 가공공작물에 대해서 절단을 행할 때의 플라스마 토치와 가공공작물의 거리인 절단높이와 동일 또는 그 절단높이보다 가공공작물 부근에서 더블 아크가 일어나지 않는 높이인 초기높이로 상대 위치결정하는 제1공정;(a) a plasma torch having an electrode for forming a plasma arc between the workpiece and a nozzle for ejecting a plasma gas which is a parent of the plasma arc, is moved relative to the piercing position of the workpiece, and the plasma torch A first step of performing relative positioning at an initial height that is equal to a cutting height that is a distance between the plasma torch and the workpiece when cutting the workpiece, or a height at which a double arc does not occur in the vicinity of the workpiece, than the cutting height; (b) 상기 플라스마 토치의 위치결정후, 상기 전극과 노즐 사이에 발생시킨 파일럿 아크를 선도로 하여 상기 전극과 상기 가공공작물 사이의 메인 아크로 이행시킴으로써 플라스마 아크를 형성하고, 이 플라스마 아크를 유지하면서 상기 초기높이보다 가공공작물로부터 떨어진 위치인 피어스높이로 상기 플라스마 토치를 상대 이동시키는 제2공정;(b) After positioning of the plasma torch, a pilot arc generated between the electrode and the nozzle is transferred to the main arc between the electrode and the workpiece to form a plasma arc, while maintaining the plasma arc. A second step of relatively moving the plasma torch to a pierce height, which is a position away from the workpiece, than the initial height; (c) 피어싱이 완료되기까지 상기 플라스마 토치를 상기 피어스높이에 정지시킨 상태에서 상기 플라스마 아크를 유지시키는 제3공정; 및(c) a third step of holding the plasma arc with the plasma torch stopped at the pierce height until piercing is complete; And (d) 상기 피어싱 완료후, 상기 절단높이로 플라스마 토치를 상대 이동시켜서 절단을 개시하는 제4공정을 갖는 것을 특징으로 하는 플라스마 가공방법.(d) Plasma processing method characterized by having a 4th process of starting a cutting | disconnection by relatively moving a plasma torch to the said cutting height after completion of the said piercing. 제1항에 있어서, 상기 파일럿 아크로부터 상기 메인 아크로 이행시킨 직후에 상기 파일럿 아크에 파일럿 전류를 공급하는 파일럿 전류회로에 있어서의, 상기 노즐에 연결되는 라인에 끼워넣어진 반도체 스위치에 의해 상기 파일럿 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 플라스마 가공방법.2. The pilot current according to claim 1, wherein in the pilot current circuit for supplying pilot current to the pilot arc immediately after the transition from the pilot arc to the main arc, the pilot current is inserted into a line connected to the nozzle. Plasma processing method characterized in that the blocking.
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